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    [技术]FRED应用:准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 6^Sa;  
    {e5= &A  
    本文您将会学到如下内容: N<-Gk6`C/  
    透镜基本参数输入; fAmz4  
    优化变量与评价函数设定; #[a*rD%m  
     优化; X jX2]  
     照度分析; wPl%20t  
    TPY}C  
    2. 操作流程 W%)Y#C  
    s@DLt+ O5  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 @I*{f  
    $g7<Y*t[  
    '\GbmD^F  
    Rh |nP&6  
    2) 创建透镜 LDD|(KLR*.  
    9,tej  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens @o6L6Y0Naa  
    gdoLyxQ  
    _[y/Y\{I  
    p^_yU_  
    3) 输入透镜参数 AK#1]i~  
    Z<4AL\l 98  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 9mFE?J  
    PuO&wI]:  
    j)GtEP<n#  
    {V-v-f  
    @v B!u[{  
    将第二面的圆锥系数改为-1 )0R'(#  
    eIo7F m  
    4) 创建LED光源 iyp=lLk  
    ${)b[22":  
    S+2(f> Z  
    光源类型为Random plane ; 1r7y]FyH$  
    光线数为10000; l\?c}7k  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; OC:T O|S:4  
    形状选为椭圆; |&[EZ+[  
    3{h_&Gbo'D  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. VYhbx 'e  
    半径选择60度 V/;B3t~f  
    类型选择 Lambertian - R6)ROGl  
    形状选择 Elliptical #!m.!? O  
    TW>WHCAm  
    波长选择默认默认波长 -Vhw^T1iV  
    Power默认为1 watts I0 RvnMw  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm TBrPf-Xr  
    hiw|2Y&`  
    {vO9p tR;  
    LED光源设定办法 vI)LB)Q  
    y#$CMf -q^  
    zkdetrR  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ^<-+@v*  
    * +wW(#[  
    >6pf$0  
    波长设定,颜色选为绿色 SC])?h-Fw  
    7fX<511(  
    o7LuKRl   
    功率设定(在Power units选择Watts) :<#nTh_@\'  
    Ji 0 tQV  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane P}G+4Sk  
    8Dm%@*B^b  
    iRi-cQVy  
    创建平面探测器(plane) s&!a  
    [=^3n#WW  
    A6iq[b]  
    &q|K!5[k  
    6) 创建分析面 MO <3"@/,  
    yq iq,=OvP  
    *GN# r11d  
    = +?7''{>  
    光线滤光器设置 d6sye^P  
    -{vKus  
    7) 执行光线追迹 1q1jZqno  
    q,U+qt  
    bB;5s`-  
    \`\ZTZni  
    a,#j =  
    3fJc 9|  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Z@@K[$  
    x*&|0n.D  
    A^EE32kbm  
    8) 优化设定 2Jmz(cH%  
    B\:%ufd ~  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Jl9k``r*  
    ^J8lBLqe  
    4u47D$=  
    :e%Pvk  
    &&RimoIeo  
    定义变量
    f\>M'{cV  
    =;&yd';k  
    M$8^91%4B  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ,47Y9Kz9  
    T+k{W6  
    X~,aNRy  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) r7,t";?>  
    LRG6:&  
    9) 优化 Yv!a88+A8M  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 QM#4uI55B  
    P{+T< bk|  
    /U)D5ot<  
    V2|aN<Sx<  
    <r`2)[7N  
    优化结束后会弹出如下报告 I \JGs@I   
    %vhnl'  
    [ )dXIIM  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 C"T;Qp~B  
    r_6ZO&  
    10) 光线追迹与结果分析 &_|#.  
    1gy.8i  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    #"\gLr_:m  
    zvH8^1yzG  
    $,}E   
    DOJN2{IP  
    优化后透镜的面型如下: \(Y\|zC'0$  
    透镜渲染效果
    $!yW_HTx  
    jesGV<`?l  
     
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